JP4563622B2

JP4563622B2 - 広帯域ａｆｃ回路及びｏｆｄｍ復調装置

Info

Publication number: JP4563622B2
Application number: JP2001235855A
Authority: JP
Inventors: 光広栗城
Original assignee: Clarion Co Ltd
Current assignee: Faurecia Clarion Electronics Co Ltd
Priority date: 2001-08-03
Filing date: 2001-08-03
Publication date: 2010-10-13
Anticipated expiration: 2021-08-03
Also published as: JP2003046476A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直交周波数分割多重（以下、単にＯＦＤＭと称する）伝送方式におけるＯＦＤＭ信号を復調するＯＦＤＭ復調装置に関し、より詳しくは、サブキャリア間隔での周波数誤差を算出する広帯域自動周波数制御（以下、単に広帯域ＡＦＣと称する）回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＯＦＤＭ復調装置について説明する。図３は従来のＯＦＤＭ復調装置内部の概略構成を示すブロック図である。
【０００３】
図３に示すＯＦＤＭ復調装置１００は、アンテナ１０１を通じて受信したＯＦＤＭ信号をチャネル選択すると共に、このＯＦＤＭ信号を中間周波数（以下、単にＩＦと称する）帯域に周波数変換する高周波部１０２と、ＩＦ帯域に周波数変換されたＯＦＤＭ信号を互いに直交する２つのキャリアを用いて時間軸上の複素シンボル信号に復調する直交復調回路１０３と、後述するシンボルタイミングに基づいて、時間軸上の複素シンボル信号を周波数軸上の複素シンボル信号にフーリエ変換するフーリエ変換回路１０４と、時間軸上の複素シンボル信号に基づいてシンボルタイミングを生成するシンボル同期回路１０５と、フーリエ変換回路１０４にてフーリエ変換された周波数軸上の複素シンボル信号を復調する復調回路１０６と、時間軸上の複素シンボル信号からサブキャリア間隔以下（サブキャリア間隔の−１／２〜＋１／２までの範囲）の周波数誤差を算出し、この周波数誤差を第１周波数誤差信号として生成する挟帯域ＡＦＣ回路１０７と、周波数軸上の複素シンボル信号からサブキャリア単位の周波数誤差を算出し、この周波数誤差を第２周波数誤差信号として生成する広帯域ＡＦＣ回路１０８と、第１周波数誤差信号及び第２周波数誤差信号を加算し、合成周波数誤差信号を生成する加算器１０９と、合成周波数誤差信号に基づいて、直交復調回路１０３への発振周波数を生成するＶＣＯ１１０とを有している。
【０００４】
直交復調回路１０３は、ＶＣＯ１１０からの発振周波数に基づいて、複素シンボル信号の周波数誤差がゼロとなるように調整することで時間軸上の複素シンボル信号を出力することになる。
【０００５】
図４は広帯域ＡＦＣ回路１０８内部の概略構成を示すブロック図である。
【０００６】
図４に示す広帯域ＡＦＣ回路１０８は、フーリエ変換回路１０４でフーリエ変換された周波数軸上の複素シンボル信号を差動検波することで、複素シンボル信号内に配置された周波数同期用パイロット信号を復調する差動検波回路１１１と、復調した周波数同期用パイロット信号を平均化するシンボル間フィルタ部１１２と、予め登録した周波数同期用パイロット信号がどこのサブキャリア位置に配置されているかを示す配置情報を記憶する配置情報メモリ部１１３と、シンボル間フィルタ部１１２からの現在受信中の周波数軸上の複素シンボル信号及び、配置情報メモリ部１１３に記憶中の配置情報に基づく本来の周波数同期用パイロット信号間で（数３）に示すような相関計算を施し、その相関関数ｚ（ｋ）を算出する相関計算回路１１４と、その相関関数ｚ（ｋ）が最大となる位置を検出し、この位置を第２周波数誤差信号として出力する最大位置検出回路１１５とを有している。
【０００７】
【数３】

尚、ｉ番目のサブキャリアが周波数同期用パイロット信号の場合にはｙ（ｉ）＝Ａ、ｉ番目のサブキャリアが周波数同期用パイロット信号でない場合にはｙ（ｉ）＝０となる。
【０００８】
最大位置検出回路１１５は、相関関数ｚ（ｋ）が最大となる位置ｋ＝Ｂを検出し、第２周波数誤差信号としてＢを出力することになる。尚、相関関数ｚ（ｋ）が最大となる位置が現在受信中の周波数軸上の複素シンボル信号と本来の周波数同期用パイロット信号とが相関していると判断するものである。
【０００９】
このような従来のＯＦＤＭ復調装置１００によれば、挟帯域ＡＦＣ回路１０７で生成したサブキャリア間隔以下の第１周波数誤差信号及び、広帯域ＡＦＣ回路１０８で生成したサブキャリア単位の第２周波数誤差信号を加算した合成周波数誤差信号に基づいて、ＶＣＯ１１０の発振周波数を制御することで、複素シンボル信号の周波数誤差がゼロとなるように調整することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のＯＦＤＭ復調装置１００によれば、シンボルタイミングに時間的な誤差（シンボルタイミング誤差）が生じた場合には、フーリエ変換回路１０４の出力である周波数軸上の複素シンボル信号に位相ズレが発生し、広帯域ＡＦＣ回路１０８内部の最大位置検出回路１１５にて相関関数ｚ（ｋ）の最大となる位置での第２周波数誤差信号に誤差が生じ、その結果、周波数同期性能が低下してしまう。
【００１１】
また、そのシンボルタイミング誤差を有する周波数軸上の複素シンボル信号を復調回路１０６に入力されることで、その復調性能が低下してしまう。
【００１２】
本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、シンボルタイミング誤差が生じたとしても、周波数同期性能及び復調性能を安定化することができる広帯域ＡＦＣ回路及びＯＦＤＭ復調装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の広帯域ＡＦＣ回路は、周波数軸上の複素シンボル信号に含まれる、周波数同期用パイロット信号が配置されるべき、特定サブキャリアの配置情報を予め記憶した配置情報メモリ部と、前記周波数同期用パイロット信号の特定サブキャリアでシンボルタイミングのずれが生じたときを想定した参照信号を参照信号情報として記憶した参照信号情報メモリ部と、前記参照信号情報メモリ部から現在受信中の特定サブキャリアに関わる周波数同期用パイロット信号の参照信号情報を読み出し、現在受信中の周波数軸上の複素シンボル信号及び、前記読み出した特定サブキャリアに関わる周波数同期用パイロット信号の参照信号情報に基づいて、２次元相関関数を算出する２次元相関計算回路と、前記２次元相関関数に基づいて周波数軸上の複素シンボル信号の周波数誤差及びシンボルタイミング誤差を検出する誤差検出回路とを有するようにした。
【００１４】
従って、本発明の広帯域ＡＦＣ回路によれば、現在受信中の周波数軸上の複素シンボル信号及び、その参照信号情報に基づいて２次元相関関数を算出し、この２次元相関関数に基づいて周波数軸上の複素シンボル信号の周波数誤差及びシンボルタイミング誤差を検出するようにしたので、シンボルタイミング誤差が生じたとしても、周波数誤差に基づいて直交復調回路の周波数同期性能及び、シンボルタイミング誤差に基づいて復調回路の復調性能を安定化することができる。
【００１５】
本発明の広帯域ＡＦＣ回路は、前記２次元相関計算回路が、（数４）で２次元相関関数を算出するようにした。
【００１６】
【数４】

従って、本発明の広帯域ＡＦＣ回路によれば、（数４）で２次元相関関数を算出し、この２次元相関関数に基づいて周波数軸上の複素シンボル信号の周波数誤差及びシンボルタイミング誤差を検出するようにしたので、シンボルタイミング誤差が生じたとしても、周波数誤差に基づいて直交復調回路の周波数同期性能及び、シンボルタイミング誤差に基づいて復調回路の復調性能を安定化することができる。
【００１７】
また、本発明のＯＦＤＭ復調装置は、周波数軸上の複素シンボル信号に含まれる、周波数同期用パイロット信号が配置されるべき、特定サブキャリアの配置情報を予め記憶した配置情報メモリ部と、前記周波数同期用パイロット信号の特定サブキャリアでシンボルタイミングのずれが生じたときを想定した参照信号を参照信号情報として記憶する参照信号情報メモリ部と、前記参照信号情報メモリ部から現在受信中の特定サブキャリアに関わる周波数同期用パイロット信号の参照信号情報を読み出し、現在受信中の周波数軸上の複素シンボル信号及び、前記読み出した特定サブキャリアに関わる周波数同期用パイロット信号の参照信号情報に基づいて、２次元相関関数を算出する２次元相関計算回路と、前記２次元相関関数に基づいて周波数軸上の複素シンボル信号の周波数誤差及びシンボルタイミング誤差を検出する誤差検出回路とを有するようにした。
【００１８】
従って、本発明のＯＦＤＭ復調装置によれば、現在受信中の周波数軸上の複素シンボル信号及び、その参照信号情報に基づいて２次元相関関数を算出し、この２次元相関関数に基づいて周波数軸上の複素シンボル信号の周波数誤差及びシンボルタイミング誤差を検出するようにしたので、シンボルタイミング誤差が生じたとしても、周波数誤差に基づいて直交復調回路の周波数同期性能及び、シンボルタイミング誤差に基づいて復調回路の復調性能を安定化することができる。
【００１９】
本発明のＯＦＤＭ復調装置は、前記誤差検出回路にて検出したシンボルタイミング誤差に基づいて周波数軸上の複素シンボル信号の位相を補償する位相補償回路を有するようにした。
【００２０】
従って、本発明のＯＦＤＭ復調装置によれば、シンボルタイミング誤差に基づいて周波数軸上の複素シンボル信号の位相ズレを補償するようにしたので、復調回路の復調性能を安定化することができる。
【００２１】
本発明のＯＦＤＭ復調装置は、（数５）で２次元相関関数を算出するようにした。
【００２２】
【数５】

従って、本発明のＯＦＤＭ復調装置によれば、（数５）で２次元相関関数を算出し、この２次元相関関数に基づいて周波数軸上の複素シンボル信号の周波数誤差及びシンボルタイミング誤差を検出するようにしたので、シンボルタイミング誤差が生じたとしても、周波数誤差に基づいて直交復調回路の周波数同期性能及び、シンボルタイミング誤差に基づいて復調回路の復調性能を安定化することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を示すＯＦＤＭ復調装置について説明する。図１は本実施の形態を示すＯＦＤＭ復調装置内部の概略構成を示すブロック図である。尚、図３に示すＯＦＤＭ復調装置１００と同一の構成については同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。
【００２４】
図１に示すＯＦＤＭ復調装置１は、受信アンテナ１０１、高周波部１０２、直交復調回路１０３、フーリエ変換回路１０４、復調回路１０６、シンボル同期回路１０５、挟帯域ＡＦＣ回路１０７、加算器１０９及びＶＣＯ１１０を有し、フーリエ変換回路１０４の出力である周波数軸上の複素シンボル信号のサブキャリ単位での周波数誤差である第２周波数誤差信号の他に、周波数軸上の複素シンボル信号のシンボルタイミング誤差信号を検出する広帯域ＡＦＣ回路１０と、このシンボルタイミング誤差信号に基づいて、周波数軸上の複素シンボル信号の位相ズレを補償する位相補償回路２０とを有している。
【００２５】
図２はＯＦＤＭ復調装置１の要部である広帯域ＡＦＣ回路１０内部の概略構成を示すブロック図である。
【００２６】
図２に示す広帯域ＡＦＣ回路１０は、周波数軸上の複素シンボル信号に含まれる、周波数同期用パイロット信号が配置されるべき、特定サブキャリアの配置情報を予め記憶した配置情報メモリ部１１と、特定サブキャリアであるｎ番目の周波数同期用パイロット信号でｈ個のシンボルタイミングのずれが生じたときを想定した参照信号Ｙ（ｉ（ｎ），ｈ）又は、その複素共役であるＹ^*（ｉ（ｎ），ｈ）を参照信号情報として記憶した参照信号情報メモリ部１２と、現在受信中の周波数軸上の複素シンボル信号及び、その参照信号情報に基づいて、２次元相関関数Ｚ（ｋ，ｈ）を算出する２次元相関計算回路１３と、２次元相関関数Ｚ（ｋ，ｈ）が最大となる位置（ｋ，ｈ）＝（Ｂ，Ｄ）を検出し、第２周波数誤差信号Ｂ及びシンボルタイミング誤差信号Ｄを出力する誤差検出回路である最大位置検出回路１４とを有している。尚、ｉ＝ｉ（ｎ）は、ｎ番目の周波数同期用パイロットシンボルが存在するサブキャリア番号ｉを表わしている。
【００２７】
２次元相関計算回路１２は、（数６）に示すような計算式で２次元相関関数Ｚ（ｋ，ｈ）を算出する。
【００２８】
【数６】

尚、ｉ番目のサブキャリアが周波数同期用パイロットシンボルの場合、Ｙ（ｉ，ｈ）＝Ａ・ｅｘｐ（ｊθ_i,h）、ｉ番目のサブキャリアが周波数同期用パイロットシンボルでない場合、Ｙ（ｉ，ｈ）＝０となる。Ａはパイロットシンボル、（θ_i,h）はｉ番目のサブキャリアにｈ個のシンボルタイミングずれが起こったときの位相回転量を示す。
【００２９】
２次元相関計算回路１３は、参照信号情報メモリ部１２から現在受信中の特定サブキャリアに関わる周波数同期用パイロット信号の参照信号情報を読み出し、現在受信中の周波数軸上の複素シンボル信号及び、読み出した特定サブキャリアに関わる周波数同期用パイロット信号の参照信号情報に基づいて、（数６）に示す数式で、２次元相関関数Ｚ（ｋ、ｈ）を算出するものである。
【００３０】
最大位置検出回路１４は、相関関数Ｚ（ｋ，ｈ）が最大となる位置（ｋ、ｈ）＝（Ｂ，Ｄ）を検出し、Ｂを第２周波数誤差信号として加算器１０９に伝送すると共に、Ｄをシンボルタイミング誤差信号として位相補償回路２０に伝送する。
【００３１】
位相補償回路２０は、シンボルタイミング誤差信号に基づいて周波数軸上の複素シンボル信号の位相ズレを補償する。
【００３２】
さらに、加算器１０９は、挟帯域ＡＦＣ回路１０７からの第１周波数誤差信号及び、広帯域ＡＦＣ回路１０からの第２周波数誤差信号を加算することで、合成周波数誤差信号を生成する。そして、ＶＣＯ１１０は、合成周波数誤差信号に基づいてＶＣＯ１１０の発振周波数を制御することで、複素シンボル信号の周波数誤差がゼロとなるように調整することができる。
【００３３】
本実施の形態によれば、シンボルタイミング誤差が生じたとしても、正確な第２周波数誤差信号を得ることができ、その結果、直交復調回路１０３で安定した周波数同期性能を得ることができ、さらには、位相補償回路２０でシンボルタイミング誤差信号に基づいて周波数軸上の複素シンボル信号の位相ズレを補償するようにしたので、復調回路１０６で安定した復調性能を得ることができる。
【００３４】
尚、上記実施の形態においては、シンボルタイミング誤差ｈのステップを細かくすると、その分、シンボルタイミング誤差の検出精度が細かくなることになる、例えばｈのステップを１とすれば、シンボルタイミング誤差の検出ステップも１となり、ｈのステップを０．５とすれば、シンボルタイミング誤差の検出ステップも０．５となるということである。
【００３５】
【発明の効果】
上記のように構成された本発明の広帯域ＡＦＣ回路によれば、現在受信中の周波数軸上の複素シンボル信号及び、その参照信号情報に基づいて２次元相関関数を算出し、この２次元相関関数に基づいて周波数軸上の複素シンボル信号の周波数誤差及びシンボルタイミング誤差を検出するようにしたので、シンボルタイミング誤差が生じたとしても、周波数誤差に基づいて直交復調回路の周波数同期性能及び、シンボルタイミング誤差に基づいて復調回路の復調性能を安定化することができる。
【００３６】
また、本発明のＯＦＤＭ復調装置によれば、現在受信中の周波数軸上の複素シンボル信号及び、その参照信号情報に基づいて２次元相関関数を算出し、この２次元相関関数に基づいて周波数軸上の複素シンボル信号の周波数誤差及びシンボルタイミング誤差を検出するようにしたので、シンボルタイミング誤差が生じたとしても、周波数誤差に基づいて直交復調回路の周波数同期性能及び、シンボルタイミング誤差に基づいて復調回路の復調性能を安定化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示すＯＦＤＭ復調装置内部の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本実施の形態を示すＯＦＤＭ復調装置の要部である広帯域ＡＦＣ回路内部の概略構成を示すブロック図である。
【図３】従来技術のＯＦＤＭ復調装置内部の概略構成を示すブロック図である。
【図４】従来技術のＯＦＤＭ復調装置の要部である広帯域ＡＦＣ回路内部の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ＯＦＤＭ復調装置
１０広帯域ＡＦＣ回路
１１配置情報メモリ部
１２参照信号情報メモリ部
１３２次元相関計算回路
１４最大位置検出回路（誤差検出回路）

Claims

周波数軸上の複素シンボル信号に含まれる、周波数同期用パイロット信号が配置されるべき、特定サブキャリアの配置情報を予め記憶した配置情報メモリ部と、
前記周波数同期用パイロット信号の特定サブキャリアでシンボルタイミングのずれが生じたときを想定した参照信号を参照信号情報として記憶した参照信号情報メモリ部と、
前記参照信号情報メモリ部から現在受信中の特定サブキャリアに関わる周波数同期用パイロット信号の参照信号情報を読み出し、現在受信中の周波数軸上の複素シンボル信号及び、前記読み出した特定サブキャリアに関わる周波数同期用パイロット信号の参照信号情報に基づいて、２次元相関関数を算出する２次元相関計算回路と、
前記２次元相関関数に基づいて周波数軸上の複素シンボル信号の周波数誤差及びシンボルタイミング誤差を検出する誤差検出回路とを有することを特徴とする広帯域ＡＦＣ回路。
前記２次元相関計算回路は、
（数１）で２次元相関関数を算出することを特徴とする請求項１記載の広帯域ＡＦＣ回路。
周波数軸上の複素シンボル信号に含まれる、周波数同期用パイロット信号が配置されるべき、特定サブキャリアの配置情報を予め記憶した配置情報メモリ部と、
前記周波数同期用パイロット信号の特定サブキャリアでシンボルタイミングのずれが生じたときを想定した参照信号を参照信号情報として記憶する参照信号情報メモリ部と、
前記参照信号情報メモリ部から現在受信中の特定サブキャリアに関わる周波数同期用パイロット信号の参照信号情報を読み出し、現在受信中の周波数軸上の複素シンボル信号及び、前記読み出した特定サブキャリアに関わる周波数同期用パイロット信号の参照信号情報に基づいて、２次元相関関数を算出する２次元相関計算回路と、
前記２次元相関関数に基づいて周波数軸上の複素シンボル信号の周波数誤差及びシンボルタイミング誤差を検出する誤差検出回路とを有することを特徴とするＯＦＤＭ復調装置。
前記誤差検出回路にて検出したシンボルタイミング誤差に基づいて周波数軸上の複素シンボル信号の位相を補償する位相補償回路を有することを特徴とする請求項３記載のＯＦＤＭ復調装置。
前記２次元相関計算回路は、
（数２）で２次元相関関数を算出することを特徴とする請求項３又は４記載のＯＦＤＭ復調装置。